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多处理器同步的时间/争用权衡。 (英语) Zbl 0844.68042号

摘要:我们在时间复杂性和写入和访问争用之间进行权衡,以获得互斥问题的解决方案。并发程序的写入控制(访问控制)是指可以同时写入(通过读取和/或写入访问)同一共享变量的进程数。我们对时间复杂性的概念区分了共享内存的本地访问和远程访问。我们证明,对于任何(N)进程互斥算法,如果写内容是(w),并且如果单个原子操作最多可以访问(v)个远程变量,那么存在一个只涉及一个进程的执行,该进程在其中执行(Omega(log_{vw}N)个远程操作以进入其关键部分。我们进一步证明,在这些运算中,\(\Omega(\sqrt{\log_{vw}N})\)访问不同的远程变量。
对于具有访问控制(c)的算法,我们证明后一个界可以改进为(\Omega(\log_{vc}N))。这些边界中的最后两个表示,即使使用了一致缓存技术,也存在争用和时间复杂性之间的权衡。在大多数共享内存多处理器中,原子操作只能访问恒定数量的远程变量。事实上,大多数常用的同步原语(例如,读取、写入、测试和设置、加载和存储、比较和转换以及获取和添加)只访问一个远程变量。在这种情况下,我们的第一个和最后一个边界是渐近紧的。
我们的结果对于特定的并发编程问题有许多重要的启示。例如,我们建立的时间界限不仅适用于互斥问题,而且也适用于一类包含领导人选举问题的决策问题。此外,由于建立这些界限的执行只涉及一个进程,因此“快速互斥”需要任意高的写内容。尽管这些结论本身很有趣,但我们认为,我们的工作最重要的贡献是为异步并发程序确定了一个时间复杂性度量,该度量在概念上简单与实际性能之间取得了平衡。

MSC公司:

2010年第68季度 计算模式(非确定性、并行、交互式、概率性等)
第68页,共15页 数据库理论
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